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滚氮吧 总氮君--污水厂中总氮的去除(下)

关注:日期:2018-03-19

从前面两篇的介绍和讨论中,可以对污水处理厂厂的总氮的去除有一定的基本的了解,但是在污水厂的实际运行中,是要如何进行生物脱氮的管理呢?今天在前两篇《滚氮吧,总氮君(上)》《滚氮吧,总氮君(中)》的基础上,我们来聊聊污水厂的生物脱氮的运行管理。

对于一个具备生物脱氮功能的污水厂来说,运行管理人员要对生物处理区域进行认真划分,了解各个区域的生物脱氮功能,区别开生物脱氮的第一步硝化反应的场所,第二步反硝化反应的场所。硝化和反硝化细菌对生存环境的要求不一样,污水厂的工艺管理人员的主要职责就是为水处理微生物提供最佳的生存环境,只有明确了功能区域的划分,才能提供最佳的生存环境。因为生物脱氮的两步反应对氧的需求是不同的,运行人员需要明确厂内生物池的每个区域是生物脱氮的那一部分,才能进行有效的工艺控制。污水厂在设计中都有很明确的硝化和反硝化功能区的划分,有些是在结构上进行了划分,比如AO工艺,A2O工艺,前置反硝化的氧化沟(卡鲁塞尔2000及改良性的氧化沟)等等,是能很明确的看到的;有些工艺是时间上进行了划分,比如SBR工艺及相关的变种CASS,CWSBR等等,在同一个池体内利用时序进行不同功能区域的划分;有些工艺在生物结构上进行的划分,比如生物膜法,利用生物膜表层,内层结构上的微生物对氧气的接触条件不同划分。

了解了厂内的生物脱氮的区域划分以后,工艺管理人员就要在不同的区域进行相应的工艺管理了。而工艺管理的思路就是通过前面的几篇文章对生物脱氮反应的机理来进行的。

在硝化区,氨氮的硝化反应是需要大量的氧气参与反应的,因此在这个阶段,是要有充足的曝气。而且硝化反应的速率是低于生物降解碳源的反应的,硝化菌的泥龄也比较长。在实际运行中,为了保证充足的硝化反应过程,往往会提供富裕的氧气来满足硝化反应,而且在初期培养阶段,可以明显看到出水的COD已经达标,但是氨氮需要更长一个时间段之后才会达标;反之在溶解氧或者泥龄过低的情况下,出水的氨氮首先会超标,然后是COD的超标。综合这些因素来说,硝化区要保持一定溶解氧富裕。由于我们在生物池上监测的溶解氧是微生物生长消耗溶解氧所剩余的水中的溶解氧(《活性污泥的DO》),所以从理论上说,最完美的节能降耗的曝气控制,是在生物池的出口位置,溶解氧达到零。但是我们一般是要求出口的溶解氧要求在2mg/L,这是为了保持一定的富裕溶解氧,但是这部分富裕溶解氧是不能过高的,原因就是下一步我们的反硝化反应的过程了。


在反硝化区,反硝化菌作为兼性菌,我们是不希望它利用水中溶解氧来进行反应的,我们需要把硝态氮中的氧原子夺出来,这个反应难度远远大于从水中直接摄取氧气,所以在反硝化区,工艺管理人员要严格控制水中的溶解氧的含量。从AO,A2O工艺来看,反硝化区都在硝化区(曝气区域)前端,从工艺流程上说是没有进行人工的强制的曝气的,这样看来反硝化区是不用担心水中的氧气对反硝化反应的干扰的。但是在实际运行中,却不是这样的,反硝化区往往存在大量的氧气,造成反硝化反应不佳。这就与上面硝化反应中,生物池出口的溶解氧控制有关了。很多污水厂喜欢用过量的曝气来保证出水的COD和氨氮的稳定达标,过量的曝气会在从曝气出口形成高溶解氧,这部分硝化液返回到反硝化区后,会造成反硝化区内的溶解氧的含量较高,阻止了反硝化菌对硝态氮内的氧的夺取。所以这就需要我们对硝化部分进行有效的控制,保持出口位置合理的溶解氧含量(1~2mg/L),是确保反硝化反应进行的重要因素。同时在反硝化区的日常巡检过程中,也要注意反硝化氮气释放的气泡情况,可以从表观上大致了解厂内反硝化的进行程度。


反硝化内的推流器是保证活性污泥不沉淀,加大反硝化菌和水中硝态氮和碳源的接触机会和反应几率的设备,因此反硝化区的推进器也是作为反硝化反应的主要设备,在日常的管理中,对设备的运行保养也是工艺管控的组成部分。


延伸阅读:

滚氮吧 总氮君-污水厂的总氮的去除(上)

滚氮吧 总氮君—污水厂内的反硝化反应(中)


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